利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統的製作方法
2023-07-09 09:01:36 1
專利名稱：利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於在物質中累積熱量的供熱系統和建築技術。 二
背景技術：
利用地下含水層蓄熱或蓄冷是人們探索蓄熱或蓄冷的一種途徑，《新能源》2000年 第22卷第12期作者高繼慧，橫山孝男，期刊QCode :xny200012037《利用地下蓄水層蓄熱 的清潔能源技術》一文就是其中一例，但是這些探索研究沒有進入大規模的應用實施，原因 在於地下水並非一個理想隔絕的池水，地下水的流動和熱交換降低了所存熱或冷的保溫性 能，而現有研究沒有對蓄熱區的地下水與蓄熱區外地下水隔離深入研究，以至於利用地下 含水層蓄熱或蓄冷沒有大規模推廣實施。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是避免蓄熱區1的地下水與蓄熱區外8的地下水的 對流和熱交換；蓄熱區地下水的水位不隨周圍地下水位的升降而升降；提高蓄熱區地下水 位，增大不含水的沙礫層的蓄熱利用率。本發明採用的技術方案是在蓄熱區1的四周建設地下連續牆，阻止蓄熱區1的地下水從四周與蓄熱區外8的地下水對流和熱交換。或者打築底井2，然後向築底井2中注入堵漏劑，使得滲透的堵漏 劑與上石形成圓柱形的混凝體10，築底井2數量和密度取決於堵漏漿的擴散距離，使得從 相鄰的築底井2擴散的混凝體10相互重疊形成四周密閉的堵漏壩，阻止蓄熱區1內的地下 水從四周與區域外的地下水對流和熱交換。地下連續牆或築底井2的深度取決於巖層的深 度和蓄熱區1的設計深度。如果蓄熱區1底部滲漏，與蓄熱區外8的地下水相連通，則蓄熱 區1隻能做蓄熱供熱用途。若蓄冷供冷或要提高蓄熱區地下水位，則需要在底部滲漏的蓄 熱區1構築防滲隔離底6。防滲隔離底6的構築方式是在蓄熱區1內打築底井2，向築底井 2底注入堵漏漿，形成圓柱形的底部混凝體，相鄰的圓柱形底部混凝體相互重疊，使得底部 混凝體遍布蓄熱區1底部，形成防滲隔離底6阻止蓄熱區1的地下水向下滲漏，使得隔離帶 3和防滲隔離底6構成相對封閉的蓄熱區1，蓄熱區1內的地下水與區域外的地下水相互隔 絕，可以長期保持蓄熱區1的地下水位可以比蓄熱區外8的地下水位高。防滲隔離底6構 築完成後築底井2用於抽取地下水供熱(或供冷)或向地下灌注回水之用。本發明的有益效果是用防滲隔離帶3阻止蓄熱區地下水從四周向蓄熱區外8滲漏、對流和熱交換，用底 部巖層或防滲隔離底6阻止蓄熱區地下水從底部向蓄熱區外8滲漏、對流和熱交換。四周 和底部密閉的蓄熱區1可以注入地下水提高蓄熱區1的地下水位，擴大蓄熱區1的蓄熱能 力。水處理系統7可以減緩循環水中的雜質阻塞含水層縫隙。四
圖1為蓄熱區俯視示意2為蓄熱區剖面示意圖附圖標記對應的部件名稱表編號名稱編號名稱編號名稱1滲漿井5蓄熱區含水層9蓄熱區外含水層2築底井6防滲隔離底10混凝體
3隔離帶7水處理系統4蓄熱區8蓄熱區外
五具體實施例方式實施例1未來夏季供冷和冬季供熱用途，需建設兩個利用地下含水層蓄熱或蓄冷的蓄熱區 1，通過打第一口探測井，得知蓄熱區1巖層深度為100米，注入水泥漿，在其旁邊打井探測 得知蓄熱區1水泥漿滲透形成的柱形混凝土直徑達到3米，設計蓄熱區1為300米X 300米 見方，深度100米的區域。在邊長300米的正方形上每隔3米打滲漿井1，每口滲漿井1都 打到巖層，向打好滲漿井1中高壓注入水泥漿。施工完成後隔離帶3水泥漿凝固，隔離帶3 原有的地下土石間的縫隙被水泥擠佔。向蓄熱區1地下注水，若蓄熱區地下水位高於蓄熱 區外8旁邊區域的地下水位，且長期保持不變，則表明打井滲透水泥漿已經形成了密閉的 堵漏壩，巖層具備隔水性能，此蓄熱區地下水與區域外地下水相互隔絕。在已打井灌漿邊線 外40米的邊長380米的正方形邊線上再每隔3米打井灌漿，形成第二個堵漏壩，在兩堵堵 漏壩之間打多個滲漿井，從其中抽出地下水，高壓灌入水泥漿，以此形成具有保溫性能的隔 離帶3。在蓄熱區1內打多個抽水井和注水井，利用此蓄熱區1冬季蓄冷，夏季供冷，也可以 利用此蓄熱區1夏季蓄熱，冬季供熱。若給蓄熱區1地下注水不能提升蓄熱區地下水位，且蓄熱區1內地下水位與蓄熱 區外地下水位始終一致，則說明蓄熱區1的地下水沒有與蓄熱區外地下水相互隔離，此時 可以用於蓄熱供熱但不能用於蓄冷供冷。若一定要將其用於蓄冷供冷，則將蓄熱區1地面 設置點陣，點的間距為水泥漿的滲透深度，每個點打一口築底井2，向築底井2底部高壓灌 注水泥漿，蓄熱區1底部原有的地下土石間的縫隙被水泥擠佔。向蓄熱區1地下注水測試 隔離性能，若蓄熱區地下水位高於蓄熱區外地下水位並能保持不變，說明蓄熱區1具備地 下水隔離性能。防滲隔離底6構築完成後築底井2用於抽取地下水供熱(或供冷)或向地 下灌注回水之用。將來自熱源或冷源的熱水或冷水經過水處理系統7去除雜質後注入蓄熱區1地下 含水層，抽取蓄熱區1的地下水返回熱源或冷源。抽取蓄熱區1高溫地下水給熱用戶供熱 或低溫地下水給冷用戶供冷，返回的水結果水處理系統7去除雜質後注入蓄熱區1地下含水層。實施例2為了夏季供冷和冬季供熱用途，需建設兩個利用地下含水層蓄熱或蓄冷的蓄熱區 1，通過打第一 口探測井，得知蓄熱區1巖層深度為100米，注入N-N」 -亞甲基雙丙烯醯胺漿，在其旁邊打井探測得知，蓄熱區1N-N」-亞甲基雙丙烯醯胺漿滲透形成的柱形混凝土直徑達到3米，設計蓄熱區1為300米X 300米見方，深度100米的區域。在邊長300米的正方 形上每隔3米打滲漿井1，每口滲漿井1都打到巖層，向打好滲漿井1中高壓注入N-N」-亞 甲基雙丙烯醯胺漿。施工完成後隔離帶3N-N」-亞甲基雙丙烯醯胺漿凝固，隔離帶3原有的 地下土石間的縫隙被N-N」-亞甲基雙丙烯醯胺擠佔。向蓄熱區1地下注水，若蓄熱區地下 水位高於蓄熱區外8旁邊區域的地下水位，且長期保持不變，則表明打井滲透N-N」 -亞甲 基雙丙烯醯胺漿已經形成了密閉的堵漏壩，巖層具備隔水性能，此蓄熱區地下水與區域外 地下水相互隔絕。在已打井灌漿邊線外40米的邊長380米的正方形邊線上再每隔3米打 井灌漿，形成第二個堵漏壩，在兩層堵漏壩之間打多個滲漿井，從其中抽出地下水，高壓灌 入N-N」-亞甲基雙丙烯醯胺漿，以此形成具有保溫性能的隔離帶3。在蓄熱區1內打多個 抽水井和注水井，利用此蓄熱區1冬季蓄冷，夏季供冷，也可以利用此蓄熱區1夏季蓄熱，冬 季供熱。若給蓄熱區1地下注水不能提升蓄熱區地下水位，且蓄熱區1內地下水位與蓄熱 區外地下水位始終一致，則說明蓄熱區1的地下水沒有與蓄熱區外地下水相互隔離，此時 可以用於蓄熱但不能用於蓄冷供冷，只能用於蓄熱供熱。若一定要將其用於蓄冷供冷，則將 蓄熱區1地面設置點陣，點的間距以N-N」-亞甲基雙丙烯醯胺漿的滲透深度，每個點打一 口築底井2，向築底井2底部高壓灌注N-N」-亞甲基雙丙烯醯胺漿，蓄熱區1底部原有的 地下上石間的縫隙被N-N」-亞甲基雙丙烯醯胺擠佔。向蓄熱區1地下注水測試隔離性能， 若蓄熱區地下水位高於蓄熱區外地下水位並能保持不變，說明蓄熱區1具備地下水隔離性 能。防滲隔離底6構築完成後築底井2用於抽取地下水供熱(或供冷)或向地下灌注回水 Z用ο將來自熱源或冷源的熱水或冷水經過水處理系統7去除雜質後注入蓄熱區1地下 含水層、抽取蓄熱區1的地下水返回熱源或冷源，抽取蓄熱區1高溫地下水給熱用戶供熱或 低溫地下水給冷用戶供冷，返回的回水經過水處理系統7去除雜質後注入蓄熱區1地下含水層。實施例3在蓄熱區1四周開挖灌漿槽，挖掘深度達到巖石。在開挖號的灌漿槽的底部和兩 端放置有孔的管子，向灌漿槽內灌注防滲混凝土，在蓄熱區1四周形成地下連續防滲牆澆 注完成後向有孔的管子高壓灌注水泥漿。向蓄熱區1地下注水，若蓄熱區地下水位高於蓄 熱區外8的地下水位，且長期保持不變，則表明此蓄熱區地下水與區域外地下水相互隔絕。 在已構築的地下連續牆外40米的邊長再構築第二堵地下連續牆，在兩堵地下連續牆之間 打多個滲漿井，從其中抽出地下水，高壓灌入水泥漿，以此形成具有保溫性能的隔離帶3。則 利用此蓄熱區1冬季蓄冷，夏季供冷。也可以利用此蓄熱區1夏季蓄熱，冬季供熱。若給蓄熱區1地下注水不能提升蓄熱區地下水位，且蓄熱區1內地下水位與蓄熱 區外地下水位始終一致，則說明蓄熱區1的地下水沒有與蓄熱區外地下水相互隔離，此時 可以用於蓄熱但不能用於蓄冷供冷，只能用於蓄熱供熱。若一定要將其用於蓄冷供冷，若築 底井2的水泥漿滲透深度為4米，則將蓄熱區1地面設置為相隔4米的點陣，每個點有一 口 滲漿井1，在井底高壓注入水泥漿，水泥漿在井底擴散。完成後向蓄熱區1地下注水測試隔 離性能，若蓄熱區地下水位高於蓄熱區外地下水位並能保持一個月以上，說明蓄熱區1具備地下水隔離性能。可用於蓄冷供冷。 將來自熱源或冷源的熱水或冷水經過水處理系統7去除雜質後注入蓄熱區1地下含水層抽取蓄熱區1的地下水返回熱源或冷源，抽取蓄熱區1高溫地下水給熱用戶供熱或 低溫地下水給冷用戶供冷，返回的水經過水處理系統7去除雜質後注入蓄熱區1地下含水層。
權利要求
利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統，將來自熱源或冷源的熱水或冷水注入蓄熱區含水層(5)，抽取蓄熱區的地下水返回熱源或冷源，抽取蓄熱區高溫地下水給熱用戶供熱或低溫地下水給冷用戶供冷，返回的水注入蓄熱區地下含水層，其特徵在於蓄熱區(4)地下水與蓄熱區外(8)的地下水相互隔離。
2.按照權利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統，其特徵在於注 入地下的水先經過水處理系統(7)去除雜質。
3.按照權利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統，其特徵在於蓄 熱區四周設置隔離帶(3)。
4.按照權利要求1或2所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統，其特徵在 於隔離帶(3)原有的地下土石間的間隙被堵漏劑擠佔。
5.按照權利要求4所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統，其特徵在於隔 離帶至少有一堵地下連續牆阻止蓄熱區地下水從四周向外滲漏。
6.按照權利要求4所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統，其特徵在於隔 離帶地下連續牆澆筑前在其底部和兩端設置相互連通的有孔的管，連續牆澆注後向有孔的 管中高壓灌注堵漏劑。
7.按照權利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統，其特徵在於蓄 熱區的底層設有防滲隔離底(6)。
8.按照權利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統，其特徵在於防 滲隔離底(5)原有地下上石間隙被堵漏劑擠佔。
9.按照權利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統的防滲隔離底 的構築方式，在蓄熱區(4)內打築底井(2)，築底井(2)的深度為隔離帶的高度，其特徵在於 向築底井(2)底部高壓灌注堵漏劑，防滲隔離底(5)構築完成後築底井(2)可用於抽取地 下水供熱或供冷、向地下灌注回水之用。
10.按照權利要求1所述的利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統，其特徵在於 蓄熱區地下水水位高於蓄熱區外地下水水位。
全文摘要
本發明公開了一種利用地下含水層蓄熱供熱或蓄冷供冷的系統，對蓄熱區地下含水層設施有效隔離和保溫，提高利用地下含水層蓄熱供熱或者蓄冷供冷的保溫性能，減少熱能或冷能的損失，蓄熱區地下水位可以不受周邊地下水位的升降影響。
文檔編號E21B33/13GK101818957SQ20101015508
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月29日 優先權日2010年3月29日
發明者邢玉明 申請人:邢玉明